Relatórios
Parecer Técnico-Científico
2014
Uso do herbicida glifosate no
panorama de restauração florestal
Autora
Flávia G. Flórido
Supervisor
Pedro H. S. Brancalion
Resumo
O herbicida glifosate é apontado como o produto químico de maior venda
mundial para o controle de plantas daninhas. Seu sucesso de uso se deve principalmente
por ser um herbicida sistêmico não seletivo, com alta eficácia de controle sobre amplo
espectro de espécies invasoras, reduzidos níveis de toxicidade e relação custo/beneficio
favorável. As características de solos tropicais, altamente intemperizados, aliados às
propriedades físico-químicas do glifosato permitem indicar como baixo o risco de
contaminação ambiental que a molécula apresenta no cenário tropical, considerando o
ínfimo potencial de lixiviação para o lençol freático e a rápida degradação microbiana
do herbicida quando em solução. Apesar de permitido, as leis que regulamentam a
utilização de herbicidas em plantios de restauração florestal não são claras, sendo assim
importante a regularização do uso do glifosate em função de suas qualidades ambientais
e de sua importância econômica para projetos de reflorestamento. Pode-se concluir que
a utilização do herbicida glifosate no panorama de restauração ambiental é fundamental
para o êxito de projetos de restauração em larga escala, e que apesar de novas pesquisas
ainda serem necessárias em cenários tropicais, as ações de conservação da
biodiversidade são urgentes e devem ser empregadas na mitigação de invasões de
espécies exóticas. Assim, o herbicida glifosate é considerado seguro para utilização em
áreas de restauração ciliar desde que seja considerada a escolha criteriosa da formulação
comercial do herbicida e a utilização de faixas de bordadura vegetal de no mínimo oito
metros de largura.
Uso do herbicida glifosate no panorama de restauração florestal
Flávia Garcia Flórido
O herbicida glifosate [N-(fosfonometil)glicina] é apontado como o produto
químico de maior venda mundial para o controle de plantas daninhas em ambientes
agrícolase urbanos5. Seu sucesso de uso se deve principalmente por ser um herbicida
sistêmico não seletivo, com alta eficácia de controle sobre amplo espectro de espécies
invasoras, reduzidos níveis de toxicidade, potencial de contaminação ambiental baixo e
relação custo/beneficio favorável55. No país, seu uso em projetos de restauração
florestal, principalmente para o combate de gramíneas invasoras, tem crescido,
levantando debates sobre os reais riscos que tal prática pode acarretar às áreas
manejadas. Assim, este relatório tem como objetivo apresentar de forma clara e
respaldada na literatura científica os principais aspectos que envolvem o uso de glifosate
em projetos de restauração florestal.
A molécula glifosate é utilizada em pós emergência, uma vez que é absorvida
principalmente pelas folhas das plantas, sendo translocada por todo o indivíduo. Seu
mecanismo de ação está relacionado à inibição enzimática da rota do ácido chiquímico,
acarretando à redução dos aminoácidos aromáticos e assim a inibição da síntese de
clorofila, a estimulação da produção de etileno, a redução da síntese de proteínas e o
aumento da concentração do ácido indol-acético (IAA), prejudiciais para o crescimento
e sobrevivência da planta50. Como os mamíferos, peixes e a grande maioria dos seres
vivos não possuem esta via metabólica, a molécula não atua sobre os mesmos, o que
explica sua baixa toxicidade aguda em animais32.
Como características do composto, o glifosate apresenta um coeficiente de
partição octanol/água muito baixo (Kow= 0,000333), indicado um alto grau de
solubilidade em água (11.600 ppm em 25ºC)49 em comparação a solventes orgânicos,
tendo assim baixa propensão para bioacumulação. É uma molécula extremamente
estável na presença de luz e a temperaturas superiores à 60ºC, contando ainda com uma
baixa pressão de vapor (7,5 x 10-8 mmHg)50 o que aponta um menor potencial de deriva
se comparado a outros herbicidas. Seu coeficiente de adsorção ao solo é elevado (Kd=
61 g/cm³), em grande parte por possuir um grupo fosfatado, sugerindo baixa tendência
para lixiviação e mobilidade. Em solução, o glifosate varia em função do pH sua
capacidade de troca, ora aniônica, ora catiônica, com quatro valores de pK (0,8; 2,16;
5,46; 10,14)41, que indicam o grau de dissociação do herbicida. Para o pH dos solos
brasileiros, a molécula é encontrada predominantemente na forma aniônica9. Diferente
da grande maioria dos pesticidas, o glifosate não possui em sua estrutura química
cadeias fechadas de carbono, o que em partes justifica as singularidades reunidas em
uma mesma molécula.
Uma das grandes preocupações sobre a utilização de herbicidas, principalmente
em áreas de reflorestamento onde grande parte dos projetos são desenvolvidos com o
intuito de proteger áreas hidrologicamente sensíveis, é sobre seu comportamento
ambiental. Quando um produto químico é aplicado no manejo dessas áreas, grande parte
fica retido nas plantas alvo, porém uma fração se perde neste caminho, sendo o solo o
destino final55. Nele, os compostos sofrem processos físicos, químicos e biológicos que
regulam seu rumo no ambiente. As moléculas podem ser retidas, lixiviadas, volatizadas,
fotodegradadas, decompostas quimicamente e microbiologicamente, sofrer escorrimento
superficial ou serem absorvidas pelas plantas7. No caso de regiões tropicais, temos solos
altamente reativos, estabelecidos por elevado intemperismo, ou seja, processos de
formação de solo intensificados por temperaturas elevadas e ação da chuva e biológica
intensa58. Como resultado, os solos apresentam em sua maioria boa profundidade e
porosidade, estrutura estável, alta permeabilidade, pH’s baixos e elevadas concentrações
de óxidos de ferro e alumínio58. Grande parte destas propriedades está ligada direta ou
indiretamente ao desenvolvimento e ao balanço de cargas elétricas na superfície das
partículas que compõem seus sistemas coloidais29, que resultam na elevada retenção de
moléculas como o glifosate nos coloides do solo. Essas características, aliadas às
propriedades do glifosato, permitem indicar como baixo o risco de contaminação
ambiental que a molécula apresenta no cenário tropical, principalmente quando se
considera o potencial de lixiviação para o lençol freático.
Quando em contato com o solo, a molécula de glifosato é adsorvida, ou seja,
forma fortes ligações químicas com os coloides do mesmo, sendo inativada34,12,7. A
sorção do herbicida é importante, pois determina quanto do produto ficará retido no solo
e quanto estará disponível em sua solução45. Este processo ocorre devido a alta
afinidade que o composto apresenta frente aos óxidos e hidróxidos de ferro e
alumínio69, formando o chamado resíduo-ligado60, nome dado a interação entre espécies
químicas originadas da transformação ou não de pesticidas e a matriz do solo, sendo
estes resíduos não passives de extração por métodos que alterem significativamente a
natureza da molécula. É um processo determinante, já que devido a tais ligações, as
moléculas apresentam-se como indisponíveis60, de forma que sua ação nas plantas via
absorção radicular é praticamente desprezível. Alguns estudos indicam que a sorção do
glifosate ainda é influenciada diretamente pela matéria orgânica51, pela temperatura22 e
indiretamente pelo pH52, sendo os dois últimos fatores importantes para a realidade
brasileira. Estudos apontam inclusive que a aplicação do herbicida com água barrenta
restringe ou mesmo inativa os efeitos do produto, sendo necessário novas
intervenções43. A cinética da reação glifosato/óxidos- silicatos é praticamente
instantânea e completa em poucas horas34, dando maior segurança ao trabalhador rural e
à comunidade que se relaciona com a área manejada. Do ponto de vista técnico, apesar
do herbicida atuar como o fósforo em solos, competindo com os sítios de sorção, a sua
adsorção não é influenciada pelos níveis recomendados para o elemento em campo,
ocorrendo
alterações
somente
a
concentrações
não
atingíveis
para
solos
agriculturáveis60. A prática da calagem também, apesar de aumentar o pH, não foi
indicada como exercendo influência significativa na dessorção do herbicida3, inclusive
auxiliando na sorção do glifosate pelo acréscimo do íon Ca2+ 70.
O glifosato tem o mesmo comportamento do fósforo em solo60, devido às suas
ligações covalentes serem formadas pelo grupo fosfatado da molécula9. Esta é outra
característica interessante do composto, pois confere rápida degradação microbiana70,
uma vez que é fonte de fósforo à microfauna44 .Um grande leque de microrganismos do
solo, incluindo bactérias, actinomicetos, fungos e microrganismos não identificados são
capazes de degradar o herbicida, mas as bactérias se sobressaem desempenhando o
papel principal nessa rota metabólica30. A degradação do glifosate ocorre em duas rotas
metabólicas; (i) transformação no aminoácido sarcosina por ação da bactéria
Agrobacterium radiobacter ou da Enterobacter aeroneges (enzima C-P liase) e (ii)
transformação em ácido aminometilfosfônico (AMPA) sob a ação da bactéria
Anthrobacter atrocyaneus e Flavobacterium sp. e do próprio metabolismo da planta2. A
sarcosina é um metabólito de difícil detecção, já que em solo é rapidamente degradado
em CO2 e NH339, enquanto que o AMPA é considerado o metabólito principal por ser
mais persistente devido a sua forte sorção nos coloides do solo pelo grupo fosfatado o
que dificulta sua degradação40. A decomposição do glifosate pode ocorrer
microbianamente também sob condições anaeróbicas, ainda que em menores taxas64 e
de maneira abiótica, estimulada fortemente pelo elemento manganês6.
Quando a transformação é total, dando origem a CO2, H2O e íons minerais, o
termo utilizado é de mineralização. A dissipação é outro conceito frequentemente
empregado para pesticidas no meio ambiente, onde refere-se à fração do composto
químico que é mineralizada ou permanece no solo em formas que não a original, como
exemplo, a formação de resíduo-ligado60. Como o glifosate interage fortemente com os
solos, sua meia vida (tempo para decair em 50% da concentração inicial) varia de
acordo com as propriedades físico-químicas e da atividade microbiana70 do meio em
que está inserido. Seu comportamento foi indicado como inversamente correlacionado
com a capacidade de sorção de fósforo que o solo apresenta; se a sorção for alta, então a
mineralização/degradação será baixa, devido à biodisponibilidade ser menor40. Assim, a
molécula de glifosate tende a não permanecer longos períodos reativa em solo; ou está
fortemente adsorvida, ou é degradada quando liberada em solução. Giesy et al. (2000)
(4) indicam que a meia-vida do glifosato em solo varia de 2 a 197 dias, e AMPA de 76 a
240 dias, já Dousset et al. (2004) aponta como 14 dias a persistência de ambas as
moléculas. Prata (2002) indica um t1/2 de mineralização de 252 à 782 dias para glifosate,
enquanto os t1/2 de dissipação variaram entre 14 e 25 dias. Mesmos solos com longos
períodos de aplicação continuam com elevados coeficientes de sorção60, já que o risco
de acumulação é baixo devido à degradação por microrganismos9. Inclusive, estudos
realizados sobre o impacto do glifosate sobre a comunidade microbiana de solos
florestais na Califórnia, EUA concluíram que a dose recomendada do produto
formulado de glifosate tem efeito benigno na estrutura da comunidade61, com resultados
em solos brasileiros apontando resultados semelhantes sobre o efeitos positivo em curto
e longo prazo para microbiota do solo4. Por atuar como fonte de energia, o glifosate
estimula a respiração microbiana, particularmente em solos com histórico de
aplicação32,46.
Outro fator a ser considerado refere-se ao transporte de pesticidas no ambiente,
uma vez que tal processo determina o potencial de contaminação do lençol freático e de
corpos de água. A movimentação pode ocorrer por lixiviação, escorrimento superficial
ou volatilização26. O primeiro refere-se ao deslocamento vertical dos herbicidas na
matriz do solo pela água. Quando excessiva, contribui para que o produto atinja e
contamine o lençol freático17. Já o escorrimento superficial ou “runoff” consiste na
movimentação do pesticida ao longo da superfície do solo, juntamente com o
escorrimento da água da chuva ou mesmo pelo vento, até a superfície das águas dos
rios, lagos e terrenos de menor declividade27.
Dado às propriedades do glifosato, o herbicida é classificado com mobilidade
muito baixa24. Estudos de lixiviação em áreas florestais indicam que é insignificante o
movimento da molécula em camadas de solo abaixo de 15 cm57. Poucos episódios de
detecção em água de subsuperfície foram apontados, sendo os raros casos observados
em países com características de clima e solo predominantemente de regiões
temperadas, principalmente em áreas com sistema de drenagem por canais42, cenário
muito diferente do encontrado em nosso território. Vale afirmar que em nenhum destes
casos a concentração ultrapassou o limite máximo estabelecido pelos Estados Unidos
em 700 µg L-1 (US MCL)18. Ainda que considerado seguro, em áreas onde ocorre o
afloramento evidente do lençol freático, o uso de glifosate não é recomendado9. Em
âmbito nacional, não há dados sobre a ocorrência do herbicida em água de
subsuperfície, sendo o padrão de potabilidade igual a 500µg L-1 53.
Apesar do risco de contaminação de águas de superfície e subsuperfície pelo
glifosate e AMPA ser considerado baixo9, estudos recentes indicam a detecção de
ambas as moléculas em águas superficiais19,21. Esse processo ocorre dado a forte sorção
do herbicida com os coloides do solo, que podem ser arrastados devido à erosão por
chuvas intensas, influenciado pelas características do solo, vegetação e declividade35. Se
cogitarmos ainda uma possível deriva gerada no momento da aplicação do produto,
apesar das características físico-químicas da molécula não tenderem à volatilização,
medidas para precaução são necessárias a fim de evitar a chegada das moléculas em
áreas não-alvo, como corpos de água, principalmente se considerarmos que no
panorama de restauração ambiental, as APPs ripárias concentram hoje a maioria dos
projetos de restauração florestal no Brasil63.
Como forma de tornar viável a utilização do herbicida glifosate em torno de
mananciais, o uso de faixas vegetais de bordadura entra como uma alternativa aplicável,
pois ajudaria a proteger os cursos d’água da principal forma potencial de contaminação
por glifosate, que é o arraste de partículas de solo com a molécula adsorvida. As faixas
são reconhecidas como a abordagem mais efetiva na mitigação da contaminação de
águas superficiais por runoff48 e por deriva23 uma vez que atuam como filtros aos
pesticidas8. Em estudo sobre a amplitude de deriva pela aplicação de herbicidas com
trator pulverizador, foi determinado que uma faixa de 6 metros foi suficiente,
considerando a presença de ventos fortes, para conter a deposição de contaminantes23.
Como na maior parte dos projetos de restauração florestal o glifosate é aplicado com
pulverizadores costais, o que resulta em potencial muito maior de perdas por deriva e de
deposição de herbicida em áreas não-alvo quando comparado à aplicação com barra
tratorizada, acredita-se que tal largura de faixa de proteção ultrapassa o valor mínimo
necessário. Em relação ao escorrimento superficial da molécula, uma revisão conduzida
por Reichenberger et al. (2006) reuniu 180 artigos que tratavam direta ou indiretamente
ações de mitigação da entrada de pesticidas em corpos de água. Os autores concluíram
que faixas de gramíneas localizadas nas extremidades inferiores das áreas analisadas são
efetivas para seu propósito e que reunindo em um grupo os resultados referentes aos
pesticidas transportados por sedimentos, onde se enquadra o glifosate, foi possível
chegar a um valor mínimo de oito metros de largura para faixas vegetais que comportem
a redução satisfatória do transporte de contaminantes. Esse dado é confirmado por
estudo de Lin et al. (2011), Missouri (EUA), que analisou a efetividade de três arranjos
de gramíneas e a influência da largura de faixas vegetais de bordadura sobre a redução
dos herbicidas atrazina, metalachlor e glifosate. O ultimo herbicida foi indicado
apresentando valores médios de 2,4% de perda por runoff, chegando a valores de
redução de 70 à 81% para faixas vegetais de oito metros. Apesar de serem necessários
maiores estudos que condigam com a realidade tropical sobre projetos de restauração,
pode-se inferir que uma faixa de bordadura vegetal sem a utilização de pesticidasde oito
metros de largura seria suficiente para evitar danos ambientais do herbicida glifosate.
Na utilização de pesticidas em áreas naturais, é necessário considerar o impacto
e a toxicidade dos compostos sobre a fauna local. De acordo com diversos estudos, a
toxicidade do glifosate em pássaros, peixes, ratos, coelhos, sapos e outros animais
mostrou que a molécula é amplamente não-tóxica32,54,56 para doses utilizadas em campo.
Mesmo para organismos bentônicos, é indicado que toxicidade aguda é pouco esperada
no meio ambiente68.
Poucos estudos foram conduzidos sobre a ecotoxicidade do
metabolito AMPA, porém revisões indicam que a molécula possui toxicidade menor
que o glifosato32.
É importante observar que a classe toxicológica do produto comercial de
glifosate varia conforme sua composição. Isto é, apesar do ingrediente ativo ser
considerado pouco tóxico, o herbicida utilizado em campo possui outros componentes
em sua formula, os chamados adjuvantes, que aumentam a toxicidade do produto28,32.
Um adjuvante é definido como qualquer substância na formulação ou adicionada ao
tanque de pulverização para auxiliar a atividade herbicida ou as características de
aplicação. Surfactantes são os principais adjuvantes nas formulações de glyphosate.
Para que a formulação do glifosate seja eficaz, este deve ser absorvido pela folha e
transportado para os tecidos alvos. Assim, os surfactantes facilitam o molhamento, a
adesividade e o espalhamento da gota (diminuição do ângulo de contato), importantes
nesta etapa1. No Brasil, considerando os dados apresentados no relatório semestral de
2009, foi reportada a comercialização de 71 marcas de produtos formulados a base de
glifosato, onde, segundo a classificação toxicológica, somente 1% está na classe IV, 6%
na classe II e 93% na classe III (de uma escala indo de I-Extremamente tóxico à IVPouco tóxico)38. A formulação comercial mais conhecida, Roundup Original®, é
classificada no grupo III, enquanto outros produtos mais recentes da mesma empresa,
como Roundup Ready®, Roundup Transorb®, Roundup Ultra® se enquadram na classe
II. Marcas comerciais como Glifosato Nortox®, Glifosato 480 Helm® e Polaris® são
classificadas na classe IV66. Howe et al. (2004) em estudo comparativo sobre toxicidade
aguda entre produtos comerciais de glifosate indicou que o surfactante POEA, utilizado
em formulações de Roundup®, apresentou a maior toxicidade sobre anfíbios, seguido
pelos produtos em que o surfactante fazia parte da composição. A molécula glifosate e
outras composições comerciais não apresentaram toxicidade aguda36. Os resultados são
confirmados por outros autores que apontam que o surfactante POEA éo responsável
por possíveis níveis de toxicidade de produtos formulados32,59. Desta forma, os dados
sugerem que apesar da baixa toxicidade, é importante a escolha criteriosa do herbicida a
base de glifosato que será utilizado em áreas naturais, uma vez que a presença e
concentração de adjuvantes, como o POEA, tende a influenciar mais o risco ambiental
do produto do que o próprio glifosate.
No panorama da restauração florestal, o glifosate se enquadra não só como um
método de manejo no auxílio ao estabelecimento de mudas nativas a baixos custos
como uma ferramenta tecnológica para o sucesso de projetos de reflorestamento.
Estima-se que os custos de plantios de restauração tendam a ser de 30 a 40% menores
quando o controle de plantas daninhas é realizado com glifosate, em comparação com
capina e roçada manuais. Atualmente, nos deparamos com grandes extensões de áreas a
serem restauradas; só na Mata Atlântica há cerca de 6 milhões de ha de APPs ciliares
degradadas que devem ser reflorestadas15. Assim os custos e práticas envolvidos nessa
atividade de larga escala se tornam um desafio às organizações responsáveis.
As despesas envolvidas na implantação e manutenção de projetos de restauração
são geralmente elevados, principalmente devido ao uso de métodos pouco eficientes e
onerosos de controle de plantas daninhas11,16. O sistema radicular denso e fasciculado de
gramíneas invasoras, que constituem o principal grupo de plantas daninhas no contexto
da restauração florestal, é muito eficiente na competição por nutrientes e água com as
mudas plantadas, ao passo que a densa biomassa aérea dessas gramíneas desfavorece o
estabelecimento de plântulas de espécies nativas oriundas da chuva de sementes14,20. A
disputa acirrada das gramíneas por recursos gera menores taxas de crescimento anual
das mudas nativas, atrasando a cobertura de copa das áreas e aumentando assim ainda
mais os periodos necessários para controle de plantas daninhas. Em função desse
importante filtro ecológico, plantios de restauração podem ser perdidos e a sucessão
florestal pode ser retardada devido à forte competição14. Adicionalmente, a cobertura do
solo por essas plantas em muito favorece a proliferação de incêndios nos períodos mais
secos do ano, sendo este um prejuízo adicional à restauração e à conservação de
florestas tropicais. Assim, manejar é preciso para que as metas referentes à trajetória
sucessional possam ser atingidas25.
O manejo de plantas daninhas na restauração florestal, outrora realizado
predominantemente por meios manuais, atualmente passou a empregar de forma
expressiva o método químico como medida de aumentar os rendimentos operacionais e
reduzir custos. Essa estratégia de controle é considerada uma alternativa eficiente, visto
que o glifosate controla de forma permanente uma série de plantas daninhas e não
permitem sua rebrota futura, como pode ocorrer após capina ou roçada, necessitando
menos intervenções. Em plantios de eucalipto, onde o trato silvicultural é o mesmo
utilizado para o reflorestamento com nativas, a economia chegou a 48% em relação ao
manejo de invasoras com herbicidas sobre a roçada67. Em função disso, esta alternativa
vem sendo preferida pela efetividade de controle, redução de custos e maiores
rendimentos operacionais10.
A ascendente tendência de invasão e propagação de espécies invasoras tende a
causar perda de diversidade biológica e homogeneização biológica da paisagem em
escala global, numa taxa que cresce continuamente65. Frente a isso, pode-se dizer que
neste caso, o uso do herbicida glifosate está a favor da biodiversidade, já que promove a
supressão de “monoculturas” de gramíneas, favorecendo não só o restabelecimento da
sucessão ecológica, como também a entrada de um novo banco de espécies ruderais
diverso, que tinham o crescimento impedido pela agressividade de tais exóticas. Cabe
considerar que o uso de glifosate na restauração apresenta uma forte restrição temporal,
uma vez que seu uso se restringe aos primeiros três anos de intervenções, sendo
dispensado a partir do estabelecimento de um dossel pioneiro capaz de suprimir as
gramíneas por sombreamento. Assim, mesmo que haja riscos reduzidos de poluição da
água, esse risco seria restrito no tempo, diferentemente do uso anterior do solo em que a
maioria das áreas em restauração se encontravam, ou seja, em uso agrícola e com
aplicação constante e ininterrupta ao longo dos anos de pesticidas, a maioria de
toxicidade e risco de poluição ambiental muito maior que o glifosate.
No Brasil, a leis referente ao manejo de APPs estabelece que são admitidas
intervenções de “interesse social”, abrangendo “as atividades imprescindíveis à proteção
da integridade da vegetação nativa, tais como prevenção, combate e controle do fogo,
controle da erosão, erradicação de invasoras e proteção de plantios com espécies
nativas” (Lei 12.651 - art. 3º Inciso IX). Recentemente, o registro do glifosate foi
autorizado para “uso emergencial no controle de espécies vegetais invasoras em áreas
de florestas nativas”37, valida em todo o país. No entanto, não fica claro se o uso é
autorizado para as ações de restauração florestal, pois o registro não é suficiente para
que o seu uso seja autorizado em um dado projeto. Em função deste cenário, é
considerado importante a regularização do uso do herbicida glifosate em função de suas
qualidades ambientais e de sua importância econômica para projetos de reflorestamento.
Frente a todos os pontos discutidos, pode-se concluir que a utilização do
herbicida glifosate no panorama de restauração ambiental, além de possuir atributos que
a qualifiquem como ambientalmente segura, é fundamental para o êxito de projetos de
restauração em larga escala, e que apesar de novas pesquisas ainda serem necessárias
em ecossistemas tropicais, as ações de conservação da biodiversidade são urgentes e
devem ser empregadas na mitigação de invasões de espécies exóticas. Assim, o
herbicida glifosate é considerado seguro para utilização em áreas de restauração ciliar
desde que seja considerada a escolha criteriosa da formulação comercial do herbicida e
a utilização de faixas de bordadura vegetal de no mínimo oito metros de largura.
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